[发明专利]城市道路雨水模块化智能利用系统及控制方法

说明书

本发明提出一种城市道路雨水模块化智能利用系统及控制方法，其特征在于，包括：雨水收集净化模块、雨水分离导流模块、以及雨水回用模块。雨水通过初期雨水弃流、土壤与过滤装置过滤，给水厂污泥烧结陶粒脱氮除磷，进入雨水储蓄单元以备利用。布设于绿化土壤中的传感器与雨水模块中的液位传感器收集信息，单片机自动控制水泵启停与阀门切换，进行道路、绿化浇洒或过滤装置反冲洗，实现系统的智能化运行。对于雨水资源丰富的城市，系统可完全满足全年大部分时间中道路浇洒与绿化浇洒用水需求，同时有效提高了城市的防涝防灾能力。该系统投入使用后可以取得很好的生态、环境、社会与经济效益。

技术领域

本发明涉及城市规划建设领域，尤其涉及一种城市道路雨水模块化智能利用系统及控制方法。

背景技术

在城市建设的过程中，广泛采取地表硬化的策略，而硬化的水泥沥青道路无法透水下渗，在低洼地段内涝时有发生；同时，在许多城市水资源短缺的情况下，日常的路面与绿化浇洒又耗费了大量宝贵的水资源，导致了城市用水矛盾的加剧。

为了解决上述问题，国家大力倡导海绵城市建设，并推出了相关的建设指标要求。《关于推进海绵城市建设的指导意见》中指出：“通过海绵城市建设，综合采取‘渗、滞、蓄、净、用、排’等措施，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用”的工作目标。

但从近年的建设实际看来，在实际道路雨水综合利用的工程建设中，往往还有存在着如下的问题：1）现阶段雨水利用过程中缺乏对初期降雨径流的弃流处理：据国内研究报道，前30%的道路雨水径流中含有52.2%~72.1%的TSS、53%~65.3%的COD、40.4%~50.6%的TN、45.8%~63.2%的TP，初期冲刷效应显著（张智. 排水工程 上册[M]. 北京:中国建筑工业出版社, 2015），雨水利用的过程中需要对初期降雨径流进行弃流控制，以保证回收雨水水质的可靠；2）目前雨水利用的过程中往往缺乏自动控制的手段，依靠人工对设备进行控制，无法达到对雨水的智能利用；3）在下渗绿地的设计中缺乏对土壤渗透能力的考量，导致实际的粘质土壤环境下雨水下渗效率不佳；4）建设后的雨水利用系统对道路的排水防涝能力提升不明显，部分经改造后的路段“逢雨必涝”的问题依然突出。

发明内容

本发明提出一种能够以系统化方式整合多种技术手段、针对特定场景下进行优化设计、对雨水进行有效净化与综合利用的雨水利用系统，用以解决上述现有技术当中存在的问题。本发明通过对与城市降雨具有相关性的设施分别提出改进方案并加以整合，以适应城市主要道路海绵城市改造需求，系统通过收集的雨水满足全年大部分时间绿化浇洒与路面浇洒的供水需求，提高城市低洼地区在极端降水条件下的防涝能力。在优选方案中，还可以通过传感器收集信息，单片机利用各个传感器收集的信息与控制中心发出的远程指令对系统进行控制，以提高系统的雨水利用效率，实现资源的收集利用过程中完全的自动化、智能化。同时，单片机也可将系统传感器收集的信息通过单片机无线远传至控制中心，以便于市政管理部门对系统的运行情况进行实时的评估控制。系统投入运营后，可以取得很好的生态与经济效益，符合节能减排的要求。

本发明具体采用以下技术方案：

一种城市道路雨水模块化智能利用系统，其特征在于，包括：

雨水收集净化模块、雨水分离导流模块、以及雨水回用模块；

所述雨水收集净化模块由上至下包括低于路面的绿地层、过滤层和储水层；所述过滤层中埋设有导水漏管；所述储水层的上端布设有雨水溢流管道；所述雨水溢流管道连接市政雨水管道；

所述雨水分离导流模块包括改进雨水口单元和雨水砂滤单元；所述改进雨水口单元的进水口设置有滤网，出水口与雨水砂滤单元的进水口连接，并通过浮球阀连接市政污水管道；所述雨水砂滤单元包括过滤腔体、设置在过滤腔体底部的承托层、以及设置在承托层上的过滤填充层；所述过滤腔体的上部连接市政污水管道；所述过滤腔体的底部通过三通阀分别连接导水漏管和反冲洗管道；